• 센서학회지
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• 제11권1호
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• pp.48-53
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• 2002

강유전 물질인 $Pb_{0.99}[(Zr_{0.6}Sn_{0.4})_{1-x}Ti_x]_{0.98}Nb_{0.02}O_3$(PNZST) 박막을 10 mole%의 과잉 PbO가 첨가된 타겟을 이용하여 $La_{0.5}Sr_{0.5}CoO_3$(LSCO)/Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판상에 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착하였다. Ti의 조성비를 변화시키면서 증착된 박막에 대하여 그 결정성과 전기적 특성을 조사하였다. 80 W의 RF 전력, $500^{\circ}C$의 기판온도에서 증착한 후, $650^{\circ}C$, 공기중에서 10초 동안 급속 열처리된 박막이 가장 우수한 페로브스카이트상으로 결정화되었다. 또한. Ti의 조성비가 10 mole%를 가지는 PNZST이 가장 우수한 결정성과 강유전 특성을 나타내었다. 이러한 박막으로 제작된 PNZST 커패시터는 약 $20\;{\mu}C/cm^2$정도의 잔류분극과 약 50 kV/cm 정도의 항전계를 나타내었으며, $2.2{\times}10^9$의 스위칭 후에도 잔류분극의 감소는 10% 미만이었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제23권4호
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• pp.62-68
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• 1986

$(Pb_{1-x} La_x)(Zr_{0.65} Ti_{0.35})_{1-x/4}O_3$ (PLZT X/65/35) powders were prepared by molten salt synthesis using NaCl-K Cl and conventional calcining of oxides. The effects of molten salt on formation and charactrization of PLZT powder and on dielectric piezolectric and optical properties of PLZT ceramics were studied, The completed PLZT powder formation in the presence of fused salt was attained at 50-10$0^{\circ}C$ lower temperature than that in solid state reaction and the particle size of the powder made by molten salt synthesis was markedly increased with increasing calcining temperature. The substitution of Na and/or K ions in NaCl-KCl for Pb ion in process of molten salt synthesis was increased with increasing La concentration Z. These substituted Na and/or K ions were identified as the origins of decreasing coupl-ing factor and optical transmittance of PLZT ceramics.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제6권3호
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• pp.291-295
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• 2000

The pyroelectric property of $Pb_{0.9}La$_{0.1}TiO_3$ceramics in a range of 1.3-4.1$\mu\textrm{m}$, fabricated by conventional solid sintering, was investigated as a function of poling field. The pyroelectric of the 4.1$\mu\textrm{m}$ of $Pb_{0.9}La$_{0.1}TiO_3$ceramics is higher than that of the 1.3$\mu\textrm{m}$ and 1.7$\mu\textrm{m}$ of $Pb_{0.9}La$_{0.1}TiO_3$ceramics at a low poling field and the pyroelectric coefficient is 25nC/$\textrm{cm}^2$K at a 4kV/mm poling field in every grain size. In order to explain this phenomenon, the intrinsic and extrinsic effects in view of the definition of the pyroelectric coefficient are introduced. The intrinsic and extrinsic effects on the pyroelectric property were investigated by measuring the tetragonal ratio and the $I_{002}$ with temperature with high temperature X-ray diffractometer. The change of spontaneous polarization and the $90^{\circ}$domain wall motion with temperature in the 1.3$\mu\textrm{m}$ and 4.2$\mu\textrm{m}$ of $Pb_{0.9}La$_{0.1}TiO_3$ceramics have no effects on the pyroelectric coefficient. In our study, it can be seen that the pyroelectric coefficient is related to the quantity of $180^{\circ}$domain switching after poling treatment.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제7권1호
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• pp.75-92
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• 2015

This paper presents the application of the bond valence method to estimate the valence charge distribution in several perovskite systems: $La_{{\tilde{1}}x}Pb_xMnO_3$ (x=0.1-0.5), $La_{0.6}Sr_{0.{\tilde{4}}x}Ti_xMnO_3$ (x=0.0-0.25) and $La_{{\tilde{1}}x}Sr_xCoO_3$ (x=0.1-0.5); the reviewing of their crystal structures is also incorporated. The results showed the failure of the elastic bonding mechanism in all studied systems and revealed the general deficit of the valence charge in their unit cells. This valence deficit was not associated with the structural defects and was not equally localized in all coordination spheres. As the content of substitution increased, the charge deficit declined systematically from balanced level, signifying the transfer of valence charge from the ${\tilde{B}}O_6$ to ${\tilde{A}}O_{12}$ spheres. This transfer depended on the valence deviation of spheres and the average reached near 2 electron per unit cell. The possible impact of the limitted accuracy of the available structural data on the bond valence results has also been considered.

• 한국세라믹학회지
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• 제31권2호
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• pp.155-160
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• 1994

PZT ceramics substituted by La3+ and Nd3+ were fabricated according to the formula: [Pb1-x(La or Nd)x][Zr0.58Ti0.42]1-x/4$\square$x/4O3(x=0.00, 0.02, 0.05, 0.08, 0.15, 0.20). The crystal structure and microstructure were investigated by XRD and SEM. It was observed that the phase transitions among rhombohedral, tetragonal, and cubic symmetry occured as the substitutional quantity increased. Dielectric constant, dissipation factor and piezoelectric coefficient (d33), of each sample were measured. The dielectric properties were changed as the substitutional quanity of rare earth ion increased. These changes could be explained by crystal structure and compositional fluctuaction. Its d33 was higher at tetragonal region near to phase boundry between rhombohedral and tetragonal, which was explained by reorientation of domain wall.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권5호
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• pp.471-478
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• 2011

Investigations of crystal structure and phase transition of $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ ceramics doped with A-site substitution impurity (La, Nd) or B-site substitution impurity (Sb, Nb) at 2 mol% concentration were carried out. X-ray diffraction patterns of impurities doped $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ ceramics have been measured at pressures up to ~5 GPa with diamond anvil cell and synchrotron radiation. The patterns were obtained at room temperature using methanol-ethanol mixture as pressure-transmitting media. In order to refine the crystal structure, Rietveld analysis has been performed. The structures of impurities doped $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ ceramics are tetragonal in space group P4mm at ambient pressure and are transformed into a cubic phase in space group Pm$\bar{3}$m as the pressure increases. In this study, when A-site substitution donor $La^{3+}$ or $Nd^{3+}$ ion was added to $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ ceramics, the phase transition phenomena showed up at the pressure of 2.5~4.6 GPa, but when B-site substitution donor $Nb^{5+}$ or $Sb^{5+}$ ion was added to it, the phase transition appeared at relatively lower pressure of 1.7~2.6 GPa.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.307-307
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• 2010

최근 유한연료의 고갈로 인해 세계 유가가 불안정 됨으로서 대체 에너지에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 특히 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅은 압전 역효과를 이용한 것으로서 주변에서 무의미하게 버려지는 진동이나 바람, 열 에너지를 실 생활에 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환할 수 있는 유망한 기술 중 하나이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일본과 같은 선진국에서 이미 지하철 및 일반 다리와 같이 진동이 극히 많은 곳에서 응용되고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 응용 하려면 전압출력 계수($g_{33}$)가 높아야 한다. 이것은 압전 d 상수와 유전상수에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 현재가지 응용되는 압전 하베스팅 조성은 Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT)를 기초로한 세라믹이 응용되고 있다. Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT) 세라믹은 Morpohotropic phase boundary(MPB)에서 전기기계 결합계수 (kp) 와 기계적 품질계수 (Qm) 이 각각 0.5와 500으로 우수한 특성을 나타낸다. 또한 큐리온도 (Tc) 도 $400^{\circ}C$로 온도 안정성 또한 높다. 하지만 $1000^{\circ}C$ 이상에서 소결하는 PbO는 소결 중 급격한 휘발로 환경적 오염 뿐 아니라 특성의 저하를 야기시킨다. 그래서 몇몇 나라에서는 그 사용을 제한하고 점차적으로 사용을 줄여 나가고 있는 동시에 PbO가 첨가되어 있지 않은 Lead-Free 세라믹의 연구가 많이 진행되고 있다. Lead-Free 세라믹 중 alkaline niobate를 기초로 한 페로브스카이트 구조의 ($Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (NKN) 은 PbO를 기초로 한 세라믹을 대체할 유망한 후보자 중 하나이다. 하지만 NKN세라믹의 K 성분의 조해성 및 고온에서의 휘발로 인해 일반 적인 소결 방법으로는 고밀도의 세라믹을 얻기 매우 어렵다. 그래서 Hot pressing, Hot forging, RTGG(Reactive Template Grain Growth), SPS(Spark plasma Sintering)와 같은 특별한 소결 법을 이용하거나 $K_8CuNb_4O_{23}$(KCN) 이나 $K_{5.4}Cu_{1.3}Ta_{10}O_{29}$(KCT) 등을 첨가하여 그 소결성을 향상 시키는 방법도 있다. 또한 압전 d상수를 향상 시키기 위해 $Nb_2O_5$나, $La_2CO_3$, $CeO_2$, $Li_2CO_3$ 등을 치환함으로써 압전 d상수를 향상 시켜 전압출력 계수를 높이는 연구 또한 많은 보고가 되어 있다. 특히 $Li_2CO_3$의 첨가는 일반 적인 소결 방법으로도 밀도의 조밀함을 향상 시켜 그에 따른 높은 유전율과 전기기계 결합계수, 압전 d상수를 가져 많은 연구가 되어지고 있다. 그래서 본 연구에서는 일반적인 ($K_{0.5}N_{0.5})_{1-x}Li_x(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ + 0.2mol%$La_2O_3$ + 1.2mol%$K_8CuNb_4O_{23}$ 세라믹에 x(=Li) 치환에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.279-279
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• 2007

비휘발성 메모리 Fe-RAM은 빠른 정보처리 속도와 전원공급이 차단되었을 때도 계속 정보를 유지할 수 있는 비휘발성 특징과 더불어 저전압, 저전력 구동의 장점이 있어서, 차세대 메모리로 많은 주목을 받고 있다. FeRAM에 사용되는 강유전체는 주로 Pb(Zr,Ti)$O_3$가 적용되었는데, 최근에는 비납계 강유전체의 연구도 활발히 이루어지고 있다. 이러한 비납계 강유전체 중에서 가장 특성이 우수한 물질은 $(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 이다. 그런데 BLT는 결정 방향에 따른 강한 이방성의 강유전 특성을 나타내기 때문에 BLT 박막을 이용하여 Fe-RAM 소자 등을 제작하기 위해서는 결정의 방향성을 세심하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 지금까지 연구된 BLT 박막의 방향성 조절결과를 보면, BLT 박막을 스핀 코팅 법 (spin coating method)으로 증착하고, 핵생성 열처리 단계를 조절하여 무작위 방향성을 갖는 박막을 제조하는 방법이 일반적이었다. 그런데 이러한 스핀 코팅법에서의 핵생성 단계의 제어는 공정 조건 확보가 너무 어려운 단점이 있다. 이러한 어려움을 극복할 수 있는 대안은 스퍼터링 증착법(sputtering deposition method), PLD (pulsed laser deposition)법 등과 같은 PVD (physical vapor deposition) 법의 증착방법을 적용하는 것이다. PVD 법으로 증착하는 경우에는 이미 박막 내에 무수한 결정핵이 존재하기 때문에 핵생성 단계가 필요가 없게 된다. PVD 증착법의 적용을 위해서는 타겟의 제조 및 평가 실험이 선행되어야 한다. 그런데 벌크 BLT 재료의 소결공정 조건과 전기적 특성에 관한 연구 결과는 거의 발표가 되지 않고 있다. 본 실험에서는 $Bi_2O_3,\;TiO_2,\;La_2O_3,\;Nb_2O_5\;and\;Al_2O_3$ 분말들을 이용하여 최적의 조성을 구하기 위하여 $Nb^{+5}$ 와 $Al^{+3}$을 $Ti^{+4}$ 자리에 소량 치환시켜 제조하였다. 혼합된 분말을 하소 후 pellet 형태로 성형하여 소결을 실시하였다. 시편을 1mm 두께로 연마하고, 양면에 silver 전극을 인쇄하여 전기적 특성을 측정하였다. 측정결과 $Ti^{+4}$ 자리에 $Nb^{+5}$를 치환하여 제조한 시편에서 $2P_r{\sim}31\;{\mu}c/cm^2$정도의 매우 우수한 특성을 얻었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.66-68
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• 1994

강유전체 박막과 마이크로 가공기술을 이용하여 초전형 적외선 센서를 제작하였다. 초전형 적외선 센서는 $Pb_{1-x}La_xTi_{1-x/4}O_3$ (x=0.05) (PLT) 강유전체 박막 커패시터를 RF 마그네트론 스퍼터링 방식으로 백금 전극이 증착된 MgO 기판상에 결정 성장시킨 구조를 갖고 있다. 스퍼터링된 PLT 바닥은 높은 c-축 결정 구조를 가지므로 센서로 사용하기 위한 poling 처리 과정이 필요하다. 이는 적외선 이미지 센서를 구현함에 있어서 수율 향상에 필수적인 요소이다. 마이크로 가공 기술을 사용하여 센서의 열용량을 극소화 함으로서 센서의 효율을 최대화하였다. 제작된 센서의 상부에 폴리이미드를 코팅하고 MgO 기판을 선택적으로 식각하여 코팅된 폴리이미드가 강유전체 박막 커패시터를 지지하고 있는 구조를 구현하였다. 이렇게 제작된 센서의 감도는 상온에서 $8.5{\times}10^8cm{\cdot}{\sqrt}{Hz/W}$로 측정되었으며 이는 마이크로 가공 기술을 사공하지 않은 경우보다 약 100 때의 감도 향상을 가져왔다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권3호
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• pp.418-427
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• 1997

$La_2O_3$가 각각 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1, 3, 5 mole% 첨가된 $0.05pb(Sn_{0.5}Sb_{0.5})O_3＋0.11PbTiO_30.84PbZroO_3＋0.4Wt%MnO_2$ (이하 0.05PSS -0.11PT-0.84PZ+0.4wt%$MnO_2$)계를, $1250^{\circ}C$에서 $PbZrO_3$를 분위기 분말로 사용하여 성형체 무게의 1/2을 함께 넣고 소결체를 제조하여 그 특성을 분석하였다. 소결체의 밀도는 7.683 g/$\textrm {cm}^3$에서 7.515 g/$\textrm {cm}^3$ 범위였으며, 3 mole% $La_2O_3$를 첨가한 경우 가장 높은 값을 나타내었다. 0에서 5 mole% 범위에서 $La_2O_3$ 첨가량을 증가시킬 때 평균 입경이 9.0 $\mu \textrm{m}$에서 1.3 $\mu\textrm{m}$까지 감소되었다. 결정구조의 경우 $La_2O_3$첨가량을 0에서 1 mole%로 할 때 0.05PSS-0.11 PT-0,84PZ계에서 고용된 상을 형성하였으나 3, 5 mole%로 첨가량을 증가시킴에 따라 제2차 산이 형성되었고, 소결체를 $120^{\circ}C$ 또는 $140^{\circ}C$에서 $5 KV_{DC}$ /mm로 20분간 poling 전후에 $La_2O_3$ 첨가량이 0 에서 3 mlole%까지 증가될수록 1KHz에서의 유전 상수는 증가되었으며, 유전손실은 모든 경우에서 1 % 미만의 값을 나타내었다. $La_2$O$_3$첨가량이 0, 0.5, 1, 3 mole%로 증가됨에 따라 큐리온도가 208$^{\circ}C$, 183$^{\circ}C$, $152^{\circ}C$ 그리고 $127^{\circ}C$로 감소되었다. $La_2O_3$가 증가됨에 따라 대체로 $K_{p}$ 증가되었으며 0.7 mlole%의 $La_2O_3$를 첨가한 소결체를 $140^{\circ}C$에서 poling한 경우 가장 높은 $K_p$값으로 14.5 %를 나타내었다.